RU2093963C1

RU2093963C1 - Device which searches synchronization signal for satellite communication system

Info

Publication number: RU2093963C1
Application number: RU95103333A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Рассадин; В.Б. Рассадин; Н.Б. Резвецов; В.В. Васильев
Original assignee: Малое научно-производственное предприятие Фирма "Аркус"
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1997-10-20
Also published as: RU95103333A

Abstract

FIELD: multiple-channel communication systems which use point-to-point connection. SUBSTANCE: device uses parallel-sequential method for signal frequency search with double conversion of received signal and double integration. Synchronization signal is considered received if signal in one channel is greater than average level of noise constituent of correlation convolution of signals. Device has frequency converters, correlators, detectors, integrators, channel code generator, frequency discriminator, generator of signal for tuning controlled oscillator, and controlled oscillator. EFFECT: decreased search duration, increased signal-to-noise ratio in each channel, increased quality of signal filtration in each channel.

Description

Изобретение относится к многоканальным системам связи, построенным по принципу "каждый с каждым", и может быть использовано в системах синхронизации таких систем. The invention relates to multi-channel communication systems, built on the principle of "each with each", and can be used in synchronization systems of such systems.

Из уровня техники известно устройство синхронизации шумоподобных сигналов [1] состоящее из первого и второго перемножителей, первые входы которых являются входом устройства, а их вторые входы подключены соответственно к выходам генератора несущей частоты, а выходы перемножителей соединены соответственно с входами модулятора сигналов, тактовый вход которого соединен с выходом блока управления и управляющим входом порогового блока, выход которого подключен к входу блока управления, выходы модулятора сигналов соединены соответственно с входами интеграторов, выходы нечетных интеграторов соединены соответственно с входами первого сумматора, а выходы четных интеграторов с выходами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров через соответствующие квадраторы соединены с соответствующими входами третьего сумматора, выход которого соединен с входом преобразователя типа "корень квадратный", первый выход которого является первым выходом устройства, а второй выход соединен с информационным входом порогового блока. The prior art device for synchronizing noise-like signals [1] consisting of the first and second multipliers, the first inputs of which are the input of the device, and their second inputs are connected respectively to the outputs of the carrier frequency generator, and the outputs of the multipliers are connected respectively to the inputs of the signal modulator, the clock input of which connected to the output of the control unit and the control input of the threshold unit, the output of which is connected to the input of the control unit, the outputs of the signal modulator are connected respectively the inputs of the integrators, the outputs of the odd integrators are connected respectively to the inputs of the first adder, and the outputs of the even integrators with the outputs of the second adder, the outputs of the first and second adders are connected through the corresponding quadrators to the corresponding inputs of the third adder, the output of which is connected to the input of the square root converter, the first the output of which is the first output of the device, and the second output is connected to the information input of the threshold block.

Известно также устройство синхронизации шумоподобных сигналов [2] являющееся дополнительным изобретение к [1] дополнительно содержащее последовательно соединенные блок памяти, схему сравнения, дополнительный сумматор и блок регулировки частоты, выход которого соединен с управляющим входом генератора несущей частоты, управляющие входы схемы сравнения и блока памяти соединены с соответствующим выходом порогового блока, а информационный вход блока памяти соединен с выходом бока управления. A device for synchronizing noise-like signals [2] is also known. It is an additional invention to [1], which additionally contains a memory block connected in series, a comparison circuit, an additional adder and a frequency control unit, the output of which is connected to the control input of the carrier frequency generator, control inputs of the comparison circuit and memory block connected to the corresponding output of the threshold block, and the information input of the memory block is connected to the output of the control side.

Из уровня техники наиболее близким к изобретению является устройство поиска шумоподобных сигналов [3] содержащий блок АПЧ, последовательно соединенные дискриминатор, управляемый тактовый генератор, блок сканирования, ключ, счетчик уровня, блок сравнения, второй ключ, элемент памяти, режектор, опорный генератор, коммутатор и коррелятор с максимальным напряжением свертки, выход которого соединен с одним из входов блока АПЧ и входом дискриминатора, другой вход которого и первые входы корреляторов объединены и соединены с выходом блока АПЧ, вторые входы корреляторов соединены соответственно с выходами опорного генератора, третьи входы корреляторов подключены к выходу второго ключа, а выходы корреляторов соединены соответственно с входами детектора максимального сигнала, выход которого подключен к другому входу блока сравнения, а группа выходов к входам второй группы коммутатора, выход элемента памяти соединен с входом блока памяти, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму входу коррелятора с максимальным напряжением свертки и второму входу блока АПЧ. From the prior art, the closest to the invention is a noise-like signal search device [3] comprising an AFC unit, a discriminator, a controllable clock generator, a scan unit, a key, a level meter, a comparison unit, a second key, a memory element, a notch, a reference generator, a switch and a correlator with a maximum convolution voltage, the output of which is connected to one of the inputs of the AFC unit and the input of the discriminator, the other input of which and the first inputs of the correlators are combined and connected to the output of the AFC unit, the second inputs of the correlators are connected respectively to the outputs of the reference generator, the third inputs of the correlators are connected to the output of the second key, and the outputs of the correlators are connected respectively to the inputs of the maximum signal detector, the output of which is connected to another input of the comparison unit, and the group of outputs to the inputs of the second group of the switch, the element output memory is connected to the input of the memory unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the second input of the correlator with the maximum convolution voltage and the second input b AFC eye.

Недостатком этого устройства является избыточность оборудования и невозможность использования в спутниковых системах связи, построенных по принципу "каждый с каждым". The disadvantage of this device is the redundancy of the equipment and the inability to use in satellite communication systems built on the principle of "each with each".

Технической задачей, на решение которой направлено устройство, является разработка устройства поиска по частоте сигнала синхронизации в системах спутниковой связи с шумоподобными сигналами, построенными по принципу "каждый с каждым". The technical problem to which the device is aimed is the development of a frequency search device for the synchronization signal in satellite communication systems with noise-like signals constructed on the basis of "each with each".

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении арсенала технических средств, решающих указанную задачу, повышении отношения сигнал/шум в каждом из каналов поиска и улучшении качества фильтрации сигналов в каждом из каналов. The technical result from the use of the invention is to expand the arsenal of technical means that solve this problem, increase the signal-to-noise ratio in each of the search channels and improve the quality of signal filtering in each of the channels.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство для поиска сигнала синхронизации спутниковой системы связи, содержащее первый преобразователь частоты, первый вход которого является входом устройства, выход которого подключен к входу усилителя высокой частоты, а второй вход подключен к выходу управляемого генератора, входы которого соединены с выходами формирователя сигналов подстройки управляемого генератора, вход которого соединен с выходом частотного дискриминатора, блок выделения максимального сигнала, фильтр нижних частот и четыре канала обнаружения сигнала, состоящих из коррелятора, первые информационные входы корреляторов каналов обнаружения сигнала соединены с выходом фильтра нижних частот, введены формирователь кода канала, группа из четырех выходов которого является группой выходов обнаружения сигнала синхронизации, а пятый выход является выходом отсутствия обнаружения сигнала синхронизации, последовательно соединенные гетеродин и второй преобразователь частоты, последовательно соединенные генератор частоты маркера и умножитель, канал формирования опорного напряжения, состоящий из последовательно соединенных коррелятора, детектора и интегратора, канал выделения маркера сигнала синхронизации, состоящий из последовательно соединенных коррелятора, резонансного усилителя, детектора и порогового элемента, другой вход которого является входом задания порога устройства, а выход выходом маркера сигнала синхронизации устройства, а каждый канал обнаружения сигнала включает последовательно соединенные детектор и интегратор, причем вход детектора подключен к выходу коррелятора своего канала обнаружения сигнала, выход усилителя высокой частоты соединен с другим входом второго преобразователя частоты, выход которого подключен к первым информационным входам корреляторов канала формирования опорного напряжения и канала выделения маркера сигнала синхронизации, второй информационный вход коррелятора которого соединен с выходом умножителя, выход коррелятора четвертого канала обнаружения сигнала подключен к входу частотного дискриминатора, выходы интеграторов каналов обнаружения сигнала и интегратора канала формирования опорного напряжения соединены соответственно с входами блока выделения максимального сигнала, выходы которого подключены соответственно к входам формирователя кода канала, а выходы интеграторов второго и третьего каналов обнаружения сигнала являются дополнительными информационными выходами устройства, которые информационные входы корреляторов первого, второго, третьего и четвертого каналов обнаружения сигнала и второй информационный вход коррелятора канала формирования опорного напряжения являются соответственно первым-пятым входами сигнала псевдослучайной последовательности устройства, четвертый из которых соединен также с другим входом умножителя, а установочные входы всех интеграторов объединены и являются установочным входом устройства. This technical result is achieved in that in a device for searching for a synchronization signal of a satellite communication system containing a first frequency converter, the first input of which is the input of the device, the output of which is connected to the input of the high-frequency amplifier, and the second input is connected to the output of a controlled generator, the inputs of which are connected with the outputs of the shaper of signals for tuning the controlled generator, the input of which is connected to the output of the frequency discriminator, the block for extracting the maximum signal, the lower filter x frequencies and four signal detection channels, consisting of a correlator, the first information inputs of the signal detection channel correlators are connected to the low-pass filter output, a channel code generator is introduced, a group of four outputs of which is a group of synchronization signal detection outputs, and a fifth output is a non-detection output synchronization signal, serially connected local oscillator and second frequency converter, serially connected marker frequency generator and multiplier, channel l the formation of the reference voltage, consisting of a series-connected correlator, detector and integrator, a channel for selecting a synchronization signal marker, consisting of a series-connected correlator, a resonant amplifier, a detector and a threshold element, the other input of which is the input of the device threshold setting, and the output is the output of the synchronization signal marker devices, and each channel for signal detection includes a series-connected detector and integrator, and the input of the detector is connected to the output of the of the channel for detecting the signal, the output of the high-frequency amplifier is connected to another input of the second frequency converter, the output of which is connected to the first information inputs of the correlators of the channel for generating the reference voltage and the channel for allocating the marker of the synchronization signal, the second information input of the correlator of which is connected to the output of the multiplier, the output of the fourth correlator the signal detection channel is connected to the input of the frequency discriminator, the outputs of the integrators of the signal detection channels and the integrator and the channels for generating the reference voltage are connected respectively to the inputs of the maximum signal extraction unit, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the channel code generator, and the outputs of the integrators of the second and third signal detection channels are additional information outputs of the device, which are information inputs of the correlators of the first, second, third, and fourth signal detection channels and the second information input of the correlator of the channel for forming the reference voltage are respectively GOVERNMENTAL first to fifth inputs of pseudorandom sequence signal device, the fourth of which is also connected to another input of the multiplier, and adjusting the inputs of all integrators are combined and mounting input device.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг.2 частотный дискриминатор, на фиг.3 формирователь сигналов подстройки управляемого генератора, на фиг.4 формирователь кода канала, на фиг. 5 коррелятор, на фиг. 6 структура сигнала синхронизации в системе спутниковой связи. In FIG. 1 is a diagram of the device, in FIG. 2, a frequency discriminator, in FIG. 3 a signal driver for adjusting a controlled generator, in FIG. 4 a channel code generator, in FIG. 5 correlator, in FIG. 6 structure of a synchronization signal in a satellite communication system.

Устройство содержит вход 1, последовательно соединенные первый преобразователь частоты 2, усилитель 3 высокой частоты, второй преобразователь 4 частоты, фильтр нижних частот 5, другой вход преобразователя 4 частоты подключен к выходу гетеродина 6, корреляторы 7 12, последовательно соединенные детектор 13 и интегратор 14, последовательно соединенные детектор 15 и интегратор 16, последовательно соединенные детектор 19 и интегратор 20, последовательно соединенные детектор 21 и интегратор 22. The device comprises an input 1, series-connected the first frequency converter 2, a high-frequency amplifier 3, a second frequency converter 4, a low-pass filter 5, another input of the frequency converter 4 is connected to the output of the local oscillator 6, correlators 7 12, the detector 13 and the integrator 14 connected in series, a series-connected detector 15 and an integrator 16, a series-connected detector 19 and an integrator 20, a series-connected detector 21 and an integrator 22.

Элементы 7, 13 и 14 образуют первый канал обнаружения сигнала, элементы 8, 15 и 16 второй канал, элементы 9, 17 и 18 третий канал, а элементы 10, 19 и 20 четвертый канал обнаружения сигнала. Elements 7, 13 and 14 form a first signal detection channel, elements 8, 15 and 16 a second channel, elements 9, 17 and 18 a third channel, and elements 10, 19 and 20 a fourth signal detection channel.

Элементы 11, 21 и 22 составляют канал формирования опорного напряжения. Elements 11, 21 and 22 constitute a channel for forming a reference voltage.

Выход фильтра 5 нижних частот подключен к первым информационным входам корреляторов 7 12, а выходы интеграторов 14, 16, 18, 20 и 22 соединены соответственно с входами блока 23 выделения максимального сигнала, выходы которого подключены соответственно к входам формирователя 24 кода канала, группа из четырех выходов 25 которого является группой выходов обнаружения сигнала синхронизации, а выход 26 является выходом отсутствия обнаружения сигнала синхронизации. Позициями 27 и 28 обозначены дополнительные информационные выходы устройства выходы соответственно интеграторов 16 и 18. Установочные входы интеграторов 14, 16, 18, 20 и 22 объединены и являются установочным входом 29 устройства, выход коррелятора 12 через последовательно соединенные резонансный усилитель 30 и детектор 31 соединен с информационным входом порогового элемента 32, вход задания порога которого является входом 33 задания порога устройства, а выход 34 является выходом маркера сигнала синхронизации устройства, вторые информационные входы корреляторов 7 11 являются соответственно первым 35, вторым 36, третьим 37, четвертым 38 и пятым 39 входами сигнала псевдослучайной последовательности устройства, вход 38 соединен также с одним из входов умножителя 40, другой вход которого подключен к выходу генератора 41 частоты маркера, а выход умножителя 40 соединен с вторым информационным входом коррелятора 12, выход коррелятора 10 соединен с входом частотного дискриминатора 42, выход которого подключен к входу формирователя 43 сигналов подстройки управляемого генератора, выходы которого соединены соответственно с входами управляемого генератора 44, выход которого соединен с вторым входом преобразователя 2 частоты. The output of the low-pass filter 5 is connected to the first information inputs of the correlators 7 12, and the outputs of the integrators 14, 16, 18, 20 and 22 are connected respectively to the inputs of the maximum signal extraction unit 23, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the channel code generator 24, a group of four outputs 25 of which is a group of synchronization signal detection outputs, and output 26 is an output of no synchronization signal detection. Positions 27 and 28 denote the additional information outputs of the device, respectively, the outputs of the integrators 16 and 18. The installation inputs of the integrators 14, 16, 18, 20 and 22 are combined and are the installation input 29 of the device, the output of the correlator 12 through a series-connected resonant amplifier 30 and the detector 31 is connected to the information input of the threshold element 32, the input of the threshold setting of which is the input 33 of the threshold of the device, and the output 34 is the output of the marker signal of the synchronization device, the second information inputs are the correlators 7 11 are respectively the first 35, second 36, third 37, fourth 38 and fifth 39 inputs of the pseudo-random sequence signal of the device, input 38 is also connected to one of the inputs of the multiplier 40, the other input of which is connected to the output of the marker frequency generator 41, and the multiplier output 40 is connected to the second information input of the correlator 12, the output of the correlator 10 is connected to the input of the frequency discriminator 42, the output of which is connected to the input of the driver 43 of the adjustment signal of the controlled generator, the outputs of which are connected ootvetstvenno with inputs controlled oscillator 44, whose output is connected to the second input of the frequency converter 2.

Частотный дискриминатор (фиг. 2) может быть выполнен в виде последовательно соединенных аналого -цифрового преобразователя 45, измерителя частоты 46 и схемы сравнения кодов 47, выход которой является выходом дискриминатора, другая группа входов схемы 47 сравнения кодов соединена с выходами датчика 48 номинального значения частоты, а входом дискриминатора является вход аналого -цифрового преобразователя. The frequency discriminator (Fig. 2) can be made in the form of a series-connected analog-to-digital converter 45, a frequency meter 46 and a code comparison circuit 47, the output of which is the output of the discriminator, another group of inputs of the code comparison circuit 47 is connected to the outputs of the sensor 48 of the nominal frequency value , and the input of the discriminator is the input of an analog-to-digital converter.

Формирователь 43 сигналов подстройки управляемого генератора может быть выполнен, например, (фиг.3) в виде генератора 49 импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого 50 и второго 51 элементов И, выходы которых являются первым и вторым выходами формирователя, входом которого является второй вход второго элемента И 51, соединенный через элемент НЕ 52 с вторым входом первого элемента И 51. The driver 43 of the tuning signals of the controlled generator can be performed, for example, (Fig. 3) in the form of a pulse generator 49, the output of which is connected to the first inputs of the first 50 and second 51 I elements, the outputs of which are the first and second outputs of the driver, the input of which is the second the input of the second element And 51 connected through the element NOT 52 with the second input of the first element And 51.

Формирователь 24 кода канала может быть выполнен, например, (фиг.4) в виде пяти триггеров 53, единичные входы которых являются соответствующими входами формирователя, а прямые выходы первых четырех триггеров 53 являются соответствующими выходами группы 25 выходов обнаружения сигнала синхронизации, прямой выход пятого триггера 53 является выходом 26 отсутствия сигнала обнаружения сигнала синхронзиации. Формирователь содержит также пять групп диодов 54, причем выходы диодов каждой группы соединены с нулевым входом соответствующего триггера 53, а каждый вход формирователя 24 соединен с входом соответствующего диода 53 всех групп, не воспадающих по номеру с номером входа формирователя. The channel code generator 24 can be executed, for example, (Fig. 4) in the form of five triggers 53, the single inputs of which are the corresponding inputs of the former, and the direct outputs of the first four triggers 53 are the corresponding outputs of the group 25 synchronization signal detection outputs, the direct output of the fifth trigger 53 is the output 26 of the absence of a synchronization signal detection signal. The shaper also contains five groups of diodes 54, and the outputs of the diodes of each group are connected to the zero input of the corresponding trigger 53, and each input of the shaper 24 is connected to the input of the corresponding diode 53 of all groups that do not match the number with the input number of the shaper.

Коррелятор (фиг. 5) состоит из последовательно соединенных перемножителя 55 и полосового фильтра 56, выход которого является выходом коррелятора, а входами коррелятора являются входы перемножителя 55. The correlator (Fig. 5) consists of a series-connected multiplier 55 and a band-pass filter 56, the output of which is the output of the correlator, and the inputs of the correlator are the inputs of the multiplier 55.

Остальные элементы и узлы устройства являются известными из уровня техники. The remaining elements and components of the device are known from the prior art.

Система спутниковой связи, для которой предназначено данное устройство поиска сигнала синхронизации, является многоканальной децентрализованной синхронной системой связи, в которой каждая абонентская станция (АС) может одновременно обеспечивать связь с несколькими абонентами по разным направлениям и адресам (принцип построения "каждый с каждым"). The satellite communication system for which this synchronization signal search device is intended is a multi-channel decentralized synchronous communication system in which each subscriber station (AC) can simultaneously provide communication with several subscribers in different directions and addresses (the principle of building "each with each").

Синхронизация в системе осуществляется с помощью служебного частотного канала (СЧК), структура сигнала в котором приведена на фиг. 6. Synchronization in the system is carried out using a service frequency channel (SCH), the signal structure of which is shown in FIG. 6.

Сверхцикл сигнала синхронизации составляет 8с (T_сц=8с) и делится на 32 кадра, каждый из которых имеет длительность T_кад=250 мс. Каждый кадр делится на 15 циклов длительностью T_ц=16,(6)мс. Он в свою очередь состоит из пяти частотно-временных интервалов (позиций) длительностью T_инт=3,(3)мс.The supercycle of the synchronization signal is 8s (T _sc = 8s) and is divided into 32 frames, each of which has a duration of T _frames = 250 ms. Each frame is divided into 15 cycles of duration T _c = 16, (6) ms. It, in turn, consists of five time-frequency intervals (positions) of duration T _int = 3, (3) ms.

В СВЧ передаются синхросигналы центральной (ЦС) и периферийной (ПС) станций, сигналы занятости информационно -частотных каналов и служебные сигналы для организации связи между станциями. Обе станции (ЦС и ПС) являются унифицированными. Обозначение ЦС относится к станции, которая в данное время организует синхронную работу всей системы. The microwave transmits the clock signals of the central (DS) and peripheral (PS) stations, busy signals of information-frequency channels and service signals for organizing communication between stations. Both stations (CA and PS) are unified. The designation CA refers to the station, which is currently organizing the synchronous operation of the entire system.

Информационное наполнение любого цикла, за исключением первого, одинаково. The content of any cycle, with the exception of the first, is the same.

В циклах СЧК передается следующая информация. In the SCH cycles, the following information is transmitted.

1. В 1-м цикле первого кадра передается:
на первом временном интервале маркер сверхцикла, представляющий меандр с частотой 14,4 кГц и длительностью маркера 3,3 мс.1. In the 1st cycle of the first frame is transmitted:
in the first time interval, a super-cycle marker representing a meander with a frequency of 14.4 kHz and a marker duration of 3.3 ms.

на втором и третьем временных интервалах циркулярная информация;
на четвертом и пятом временных интервалах сигналы занятости частотно -временных позиций в информационно-частотном канале.at the second and third time intervals, circular information;
on the fourth and fifth time intervals, signals of employment of the time-frequency positions in the information-frequency channel.

2. В первом цикле любого кадра, кроме первого, передается:
на первых трех частотно-временных интервалах циркулярная информация;
на четвертом и пятом временных интервалах сигналы занятости частотно-временных позиций в информационно -частотном канале.2. In the first cycle of any frame, except the first, it is transmitted:
on the first three time-frequency intervals, circular information;
on the fourth and fifth time intervals, the employment signals of the time-frequency positions in the information-frequency channel.

3. Во всех циклах, кроме первого, передается:
на первом временном интервале сигнал синхронизации ПС по передаче;
на втором и третьем временных интервалах сигнал организации связи между абонентами (вызывной сигнал);
на четвертом и пятом временных интервалах сигналы занятости частотно -временных позиций в информационно -частотном канале.3. In all cycles, except the first, is transmitted:
on the first time interval, the transmission synchronization signal PS;
at the second and third time intervals, a signal for organizing communication between subscribers (ring signal);
at the fourth and fifth time intervals, signals of employment of the time-frequency positions in the information-frequency channel.

Видеосигналами в СЧК являются функции Уолша, образующие пространство ортогональных сигналов. Частота следования функций Уолша (тактовая частота) составляет 57,6 кГц. Видеосигналы перемножаются с циклической псевдослучайной последовательностью (ПСП). Каждый цикл ПСП состоит из 1024 элементов, следующих с частотой 921,6 кГц. Результирующий сигнал поступает на фазовый модулятор. The video signals in the SCH are the Walsh functions forming the space of orthogonal signals. The Walsh function repetition rate (clock frequency) is 57.6 kHz. Video signals are multiplied with a cyclic pseudo-random sequence (PSP). Each SRP cycle consists of 1024 elements, following with a frequency of 921.6 kHz. The resulting signal is fed to the phase modulator.

В СЧК используется три типа ПСП:
1. Синхропоследовательность ЦС (СП ЦС). После перемножения СП ЦС и ФУ N 1 (постоянный ток) на ЦС образуется синхросигнал СС_цс, который передается всем станциям сети. Он передается центральной станцией постоянно за исключением тех временных интервалов, где ЦС передает циркулярную информацию, или вызывные сигналы, или сигналы занятости. Любой станцией при работе в режиме ЦС образуется один и тот же синхросигнал СС_цс.There are three types of memory bandwidths used in SCH:
1. The sync sequence of the CA (SP CA). After the multiplication of the SP TsS and FU N 1 (direct current) on the TsS, a clock signal SS _{Tss is formed} , which is transmitted to all stations in the network. It is transmitted continuously by the central station, except for those time intervals where the CA transmits circular information, or ringing signals, or busy signals. Whenever a station is operating in DS mode, the same clock signal SS _{DS is generated} .

2. Синхропоследовательность ПС (СП ПС). Она используется для образования синхросигнала СС_пс, по которому входят в синхронизм по передаче периферийные станции. Синхросигналы СС_пс передаются на первых временных интервалах циклов.2. The synchronization sequence PS (SP PS). It is used to form the SS _ps clock signal, through which peripheral stations enter synchronism. The sync signals SS _ps are transmitted at the first time intervals of the cycles.

3. Информационная ПСП (ИП). После перемножения информационной псевдослучайной последовательности с информационным сигналом любой станции образуется информационный радиосигнал, который может принять и обработать каждая станция сети, так как информационная последовательность для всех станций сети одна и та же. 3. Information PSP (IP). After multiplying the information pseudorandom sequence with the information signal of any station, an information radio signal is generated that each station in the network can receive and process, since the information sequence for all stations in the network is the same.

ИП перемножается также с сигналами циркулярной информации, с вызывными сигналами и с сигналами занятости частотно-временных интервалов. IP is also multiplied with signals of circular information, with ringing signals and with signals of busy time-frequency intervals.

Каждой АС в СЧК отводится конкретный временной интервал для передачи СС_пс.Each speaker in the SCH is assigned a specific time interval for the transmission of SS _ps .

Принцип работы устройства состоит в следующем. The principle of operation of the device is as follows.

Синхросигнал-синхропоследовательность центральной станции (СП ЦС) представляет собой почти непрерывную псевдослучайную последовательность с длительностью периода 1,1 мс, тактовой частотой 921,6 кГц, числом элементов 1024. Каждые 8с в течение 3,3 мс на сигнал накладывается меандр частотой 14,4 кГц, образуя маркер сверхцикла. The synchronization signal-synchronization sequence of the central station (SP DS) is an almost continuous pseudorandom sequence with a duration of 1.1 ms, a clock frequency of 921.6 kHz, and a number of elements of 1024. Every 8 s for 3.3 ms, a meander frequency of 14.4 is superimposed on the signal kHz, forming a supercycle marker.

Задача устройства состоит в том, чтобы обеспечить надежное слежение по частоте синхросигнала и выделить маркер сверхцикла. The task of the device is to provide reliable tracking of the frequency of the clock signal and to highlight the marker supercycle.

Особенность поиска шумоподобного сигнала заключается в том, что область тела неопределенности в частотно -временном пространстве невелика. Поэтому сигнал может быть обнаружен при достаточно близких значениях частоты опорных сигналов при корреляционном методе обнаружения. Необходимо также учитывать, что в системах спутниковой связи частота и задержка сигнала изменяются медленно. Поэтому в работу устройства положен последовательно -параллельный метод обнаружения, сущность которого состоит в следующем. A feature of the search for a noise-like signal is that the region of the body of uncertainty in the time-frequency space is small. Therefore, the signal can be detected at sufficiently close values of the frequency of the reference signals with the correlation detection method. It should also be borne in mind that in satellite communications systems, the frequency and delay of the signal change slowly. Therefore, a sequentially-parallel detection method is put into the device’s operation, the essence of which is as follows.

Принимаемый сигнал преобразуется в сигнал с низкой промежуточной частотой (28,8 КГц) и подается на перемножитель, на другой вход которого подается эталонный сигнал с той же ПСП, что и принимаемый. В результате перемножения при совпадения во времени принимаемой и эталонной ПСП манипуляция сигнала снимается, узкополосным фильтром выделяется монохроматический сигнал. Полоса фильтра определяет время интегрирования интегратора. Амплитуда сигнала на выходе коррелятора зависит от степени близости на временной шкале принимаемого и эталонного сигналов. Поэтому после детектирования и дополнительного интегрирования выходной сигнал подается на пороговое устройство. Превышение сигнала над порогом дает основание для принятия решения о наличии сигнала. Такое построение коррелятора исключает необходимость выделения несущего колебания с точностью до фазы, что очень сложно в реализации. Пороговый уровень формируется в дополнительном канале. Он отличается от других тем, что в качестве опорного сигнала используется логическая смесь СП и ИП. Выходным эффектом канала является средний уровень шумовой составляющей корреляционной свертки сигналов. Превышение этого уровня в каком-либо канале является признаком наличия сигнала. The received signal is converted into a signal with a low intermediate frequency (28.8 KHz) and fed to the multiplier, to the other input of which a reference signal is supplied with the same SRP as the received one. As a result of multiplication, when the received and the reference SRP coincide in time, the signal manipulation is removed, a monochromatic signal is allocated by a narrow-band filter. The filter band determines the integration time of the integrator. The amplitude of the signal at the correlator output depends on the degree of proximity on the time scale of the received and reference signals. Therefore, after detection and additional integration, the output signal is supplied to the threshold device. Exceeding the signal above the threshold provides a basis for deciding on the presence of a signal. Such a construction of the correlator eliminates the need to select the carrier oscillation accurate to the phase, which is very difficult to implement. The threshold level is formed in the additional channel. It differs from others in that a logical mixture of SP and IP is used as a reference signal. The output effect of the channel is the average level of the noise component of the correlation convolution of the signals. Exceeding this level in any channel is a sign of a signal.

Такой эффект достигается только в том случае, если входной сигнал не только совпадает по времени с эталонным, но и частота сигнала близка к резонансной частоте фильтра. Поэтому путем перестройки гетеродина можно добиться максимума выходного эффекта. Двухэтапное интегрирование позволяет разрешить противоречие между требованием обеспечения большого интервала накопления и необходимостью измерения частоты в достаточно широком диапазоне частот. Это позволяет сделать измерение частоты на выходе полосового фильтра, сравнение результата измерения с номинальным значением и подстройку частоты гетеродина до требуемого значения. Поэтому поиск по частоте и задержке мало зависимы. Such an effect is achieved only if the input signal not only coincides in time with the reference signal, but also the frequency of the signal is close to the resonant frequency of the filter. Therefore, by tuning the local oscillator, the maximum output effect can be achieved. Two-stage integration allows to resolve the contradiction between the requirement to ensure a large accumulation interval and the need to measure the frequency in a fairly wide frequency range. This allows you to measure the frequency at the output of the bandpass filter, compare the measurement result with the nominal value, and adjust the local oscillator frequency to the desired value. Therefore, the search by frequency and delay are slightly dependent.

Процесс измерения может происходить и при частичном совпадении принимаемой и эталонной ПСП. The measurement process can also occur with a partial coincidence of the received and reference SRP.

Для увеличения скорости поиска и выявления направления поиска в устройстве используется четыре канала. Каждый последующий канал отличается от предыдущего тем, что его эталонная ПСП задержана относительно предыдущей на длительность элемента ПСП. Four channels are used in the device to increase the search speed and identify the direction of the search. Each subsequent channel differs from the previous one in that its reference SRP is delayed relative to the previous one by the duration of the SRP element.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Сигнал с выхода ствольного приемника поступает на вход преобразователя 2, с помощью которого осуществляется преобразование сигнала до частоты 70 ± 20 МГц, усиливается усилителем 3 и с помощью преобразователя 4 осуществляется второе преобразование до частоты 28,8 кГц и после фильтрации и усиления фильтром 5 поступает на корреляторы 7-12. Корреляторы 7-10 и соответствующие им детекторы 13, 15, 17 и 19, а также интеграторы 14, 16, 18, 20 образуют четыре канала обнаружения сигнала, а коррелятор 11, детектор 21 и интегратор 22 образуют канал формирования опорного напряжения, по отношению к которому принимается решение об обнаружении сигнала. На вторые входы корреляторов 7, 8, 9, 10 со входов 35, 36, 37, 38 подается одна и та же эталонная ПСП, но задержанная на длительность элемента ПСП в каждом последующем канале относительно предыдущего. На второй вход коррелятора 11 с входа 39 поступает логическая смесь эталонной синхропоследовательности и информационной последовательности. The signal from the receiver output of the receiver is fed to the input of converter 2, with which the signal is converted to a frequency of 70 ± 20 MHz, amplified by amplifier 3, and using converter 4, a second conversion is performed to a frequency of 28.8 kHz, and after filtering and amplification by filter 5, it is fed to correlators 7-12. The correlators 7-10 and their corresponding detectors 13, 15, 17 and 19, as well as integrators 14, 16, 18, 20 form four signal detection channels, and the correlator 11, detector 21 and integrator 22 form a channel for generating a reference voltage, with respect to who decides to detect the signal. The second inputs of the correlators 7, 8, 9, 10 from the inputs 35, 36, 37, 38 are supplied with the same reference SRP, but delayed by the duration of the SRP element in each subsequent channel relative to the previous one. The second input of the correlator 11 from the input 39 receives a logical mixture of the reference synchronization sequence and information sequence.

Двойное преобразование частоты входного сигнала позволило довести промежуточную частоту до уровня на порядок меньший, чем тактовая частота ПСП, сама ПСП является несущей, а непрерывные колебания огибающей. Double conversion of the input signal frequency made it possible to bring the intermediate frequency to an order of magnitude lower than the clock frequency of the PSP, the PSP itself is the carrier, and continuous envelope oscillations.

В каждом из четырех каналов обнаружения с помощью перемножителя 55 снимается манипуляция входного сигнала, а полосовой фильтр 56 является первым интегратором канала. Проведенное снижение промежуточной частоты сигнала позволяет выполнить полосовой фильтр с очень высокой добротностью, его полоса сравнима с длительностью ПСП, что обеспечивает хорошие интегрирующие свойства фильтра и достаточно высокое отношение сигнал/шум на его выходе. Детекторы на выходе фильтров выполнены в виде амплитудных линейных детекторов, поэтому на их выходе воспроизводится корреляционная функция сигнала. Повторное интегрирование с помощью соответствующих интеграторов 14, 16, 18 или 20 позволяет расширить интервал интегрирования на длительность нескольких ПСП, что обеспечивает гибкость применения схемы. In each of the four detection channels, the manipulation of the input signal is removed using the multiplier 55, and the bandpass filter 56 is the first channel integrator. The reduction in the intermediate frequency of the signal makes it possible to perform a bandpass filter with a very high Q factor; its bandwidth is comparable to the DSP duration, which provides good integrating properties of the filter and a sufficiently high signal to noise ratio at its output. The detectors at the output of the filters are made in the form of amplitude linear detectors, therefore, the correlation function of the signal is reproduced at their output. Re-integration using the appropriate integrators 14, 16, 18 or 20 allows you to extend the integration interval for the duration of several SRP, which provides flexibility in the application of the circuit.

Аналогично обрабатывается сигнал и в пятом канале, состоящем из коррелятора 11, детектора 21 и интегратора 22, на выходе которого формируется средний уровень шумовой составляющей корреляционной свертки сигналов СП и ИП. С выходов интеграторов сигналы поступают на входы блока 23 выделения максимального сигнала, который сравнивает поступающие сигналы на его входы, и выходной сигнал появляется только на том его выходе, который соответствует максимальному входному сигналу. Этот сигнал поступает на соответствующий вход формирователя 24, переводит соответствующий триггер 53 в единичное состояние и обнуляет остальные триггеры. Таким образом, единичное состояние одного из первых четырех триггеров 53 свидетельствует о факте обнаружения сигнала в соответствующем канале, а единичное состояние пятого триггера 53 об отсутствии факта обнаружения. Это следует из того, что сигнал на выходе интегратора 22 превышает сигналы на выходах остальных интеграторов, т.е. превышения порога обнаружения не произошло. The signal is processed similarly in the fifth channel, which consists of a correlator 11, a detector 21, and an integrator 22, at the output of which an average level of the noise component of the correlation convolution of the SP and IP signals is formed. From the outputs of the integrators, the signals are fed to the inputs of the maximum signal allocation unit 23, which compares the incoming signals to its inputs, and the output signal appears only at that output that corresponds to the maximum input signal. This signal is supplied to the corresponding input of the shaper 24, puts the corresponding trigger 53 in a single state and resets the remaining triggers. Thus, the single state of one of the first four triggers 53 indicates the fact of signal detection in the corresponding channel, and the single state of the fifth trigger 53 indicates the absence of detection. This follows from the fact that the signal at the output of the integrator 22 exceeds the signals at the outputs of the remaining integrators, i.e. the detection threshold was not exceeded.

Сигналы с выходов 25 и 26 поступают в устройстве поиска по задержке сигнала. Туда же поступают и сигналы с выходов 27 и 28 для формирования дискриминационной характеристики. The signals from the outputs 25 and 26 are received in the search device for signal delay. The signals from outputs 27 and 28 also arrive there to form a discriminatory characteristic.

Поиск сигнала по частоте осуществляется следующим образом. Сигнал с выхода коррелятора одного из каналов, в данном случае с выхода коррелятора 10 поступает на вход частотного дискриминатора 42, в котором с помощью аналого-цифрового преобразователя 45 преобразуется в цифровую форму и поступает на измеритель 46 частоты. С помощью схемы 47 сравнения кодов сравнивается измеренное и номинальное значение частоты, поступающее от датчика 48. Сигнал логического нуля на выходе схемы 47 соответствует выполнению условия F_ном ≥ F_изм, а сигнал логической единицы - выполнению условия F_ном <F_изм. С помощью формирователя 43 сигнал логического нуля через элемент И 50 проходит на уменьшение частоты управляемого генератора 44, а сигнал логической единицы через элемент И 51 - на увеличение частоты генератора 44. Частота импульсов генератора 49 определяет частоту поступления импульсов подстройки на генератор 44, который может быть выполнен по известным схемам синтезаторов частот.The search for a signal by frequency is as follows. The signal from the output of the correlator of one of the channels, in this case, from the output of the correlator 10 is fed to the input of the frequency discriminator 42, in which, with the help of an analog-to-digital converter 45, it is converted into digital form and fed to the frequency meter 46. Using the code comparison circuit 47, the measured and nominal frequency values from the sensor 48 are compared. The logic zero signal at the output of circuit 47 corresponds to the condition F _nom ≥ F _ISM , and the signal of the logical unit corresponds to the condition F _nom <F _ISM . Using the shaper 43, the logical zero signal through the And 50 element passes to decrease the frequency of the controlled generator 44, and the logical unit signal through the And 51 element to the increase in the frequency of the generator 44. The pulse frequency of the generator 49 determines the frequency of arrival of the tuning pulses to the generator 44, which can be made according to well-known schemes of frequency synthesizers.

Выделение маркера сигнала сверхцикла осуществляется с помощью коррелятора 12, на второй вход которого подается сигнал (результат) перемножения ПСП с входа 38 и сигнала генератора 41. Резонансный 30 усилитель и детектор 31 выполняют роль интегратора сигнал которого при превышении порогового уровня, задаваемого на входе 33 в пороговом элементе 32 используется для последующего формирования маркера сверхцикла (маркера "8с"). The marker of the supercycle signal is extracted using the correlator 12, to the second input of which the signal (result) of multiplying the SRP from the input 38 and the signal of the generator 41 is supplied. The resonant amplifier 30 and the detector 31 act as an integrator whose signal when the threshold level set at the input 33 is exceeded threshold element 32 is used for the subsequent formation of a supercycle marker (marker "8c").

Режим поиска заканчивается появлением сигнала на одном из выходов 25. The search mode ends with the appearance of a signal at one of the outputs 25.

Таким образом, за счет использования четырех каналов поиска (а не двух, как это выполнено в ближайшем аналоге) время поиска сокращено в два раза, а отношение сигнал/шум в каждом из каналов и качество фильтрации повышается за счет двойного преобразования частоты, в результате чего возможно выполнение полосовых фильтров корреляторов с очень высокой добротностью, работающих в режиме интегрирования. Этот технический результат обеспечивается также использованием двухэтапного интегрирования в каждом из каналов обнаружения сигнала. Thus, by using four search channels (rather than two, as was done in the closest analogue), the search time is halved, and the signal-to-noise ratio in each channel and the filtering quality are improved due to double frequency conversion, as a result of which it is possible to perform bandpass filters of correlators with a very high quality factor, operating in the integration mode. This technical result is also ensured by the use of two-stage integration in each of the signal detection channels.

Claims

A device for searching for a synchronization signal of a satellite communication system, comprising a first frequency converter, the first input of which is the input of the device, the output of which is connected to the input of the high-frequency amplifier, and the second input is connected to the output of the controlled generator, the inputs of which are connected to the outputs of the shaper of signals for tuning the controlled generator, the input of which is connected to the output of the frequency discriminator, a maximum signal extraction unit, a low-pass filter and four signal detection channels, each the second of which consists of a correlator, the first information inputs of the signal detection channel correlators are connected to the output of a low-pass filter, characterized in that a channel code generator is inserted into it, the four outputs of which are the device synchronization signal detection outputs, and the fifth output is the signal detection absence output device synchronization, serially connected local oscillator and second frequency converter, serially connected marker frequency generator and multiplier, channel forming a reference voltage, consisting of a correlator, detector and integrator connected in series, a synchronization signal marker isolation channel, consisting of a correlator, a resonant amplifier, a detector and a threshold element connected in series, the other input of which is the input of the device threshold and the output is the output of the device synchronization signal marker and a detector and an integrator are connected in series to each signal detection channel, and the detector input is connected to the output of the the output of the high-frequency amplifier is connected to the other input of the second frequency converter, the output of which is connected to the first information inputs of the correlators of the channel for forming the reference voltage and the channel for selecting the synchronization signal marker, the second information input of the correlator of which is connected to the output of the multiplier, the output of the correlator of the fourth signal detection channel is connected to the input of the frequency discriminator, the outputs of the integrators of the signal detection channels and the integrator of the reference channel The inputs are connected to the corresponding inputs of the maximum signal extraction unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the channel code generator, the second information inputs of the correlators of the four signal detection channels and the second information input of the correlator of the reference voltage generation channel are the corresponding signal inputs of the device pseudo-random sequence, the other input of the multiplier is connected to the second information input of the correlator of the fourth signal detection channel, and set paid-inputs of all integrators are interconnected and are adjusting input device.